1、 n掌握時序電路的概念、電路構成與組合電路的掌握時序電路的概念、電路構成與組合電路的區別、分類區別、分類n掌握移位寄存器的設計、分析方法。掌握移位寄存器的設計、分析方法。n熟練掌握集成移位寄存器的應用。熟練掌握集成移位寄存器的應用。數字邏輯電路數字邏輯電路組合邏輯電路組合邏輯電路 組合電路組合電路時序邏輯電路時序邏輯電路 時序電路時序電路 功能上：功能上：任何時刻的穩定輸出，不僅任何時刻的穩定輸出，不僅與與該時刻該時刻輸入輸入 有關有關，還，還與與電路電路原狀態有關原狀態有關，即與以前的，即與以前的 輸入有關。輸入有關。 結構上：結構上：由組合電路和存貯電路組成。由組合電路和存貯電路組成。 時

2、序電路特點時序電路特點Z1Zm按有無統一時鐘脈沖分按有無統一時鐘脈沖分同步同步 有統一有統一CPCP，狀態變更與，狀態變更與CPCP同步。同步。異步異步 無統一無統一CPCP，狀態變更不同步，逐級進，狀態變更不同步，逐級進行。行。按輸出信號特點分按輸出信號特點分米里型米里型 輸出信號不僅與存貯狀態有關輸出信號不僅與存貯狀態有關, ,還與外部輸入有關。還與外部輸入有關。莫爾型莫爾型 輸出信號僅與存貯狀態有關。輸出信號僅與存貯狀態有關。按通用性功能分按通用性功能分典型時序典型時序 寄存器、計數器、序列信號發生寄存器、計數器、序列信號發生/ /檢測器檢測器一般時序一般時序 任意時序邏輯命題任意時序邏

3、輯命題外部輸入改變存儲狀外部輸入改變存儲狀態態, ,狀態改變輸出狀態改變輸出1.狀態表狀態表 反映時序電路的輸出反映時序電路的輸出Z Z、次態、次態y yn n1 1、輸入、輸入x x和現和現態態y yn n之間的邏輯關系和狀態轉換規律的表格。之間的邏輯關系和狀態轉換規律的表格。Q Q1 1Q Q0 00 00 00 10 11 01 01 11 111/111/100/000/001/001/010/010/001/001/010/010/011/011/000/100/10 10 1X X現態現態輸入輸入次態次態/ /輸出輸出減計數減計數加計數加計數2. 狀態圖狀態圖 表示時序電路的狀態、

4、狀態轉換條件、方向、及表示時序電路的狀態、狀態轉換條件、方向、及狀態轉換規律。狀態轉換規律。米里型米里型莫爾型莫爾型y ny n1X/Z（輸出與狀態、輸入有關）（輸出與狀態、輸入有關）（輸出僅與狀態有關）（輸出僅與狀態有關）y n/Zy n1 /ZX實際時序電路中實際時序電路中, ,若有若有n n個觸發器個觸發器( (記憶單元記憶單元),),一般有一般有N N個狀態個狀態,2,2n-1n-1N2N2n n。暫時存放數據或二進制代碼的電路。暫時存放數據或二進制代碼的電路。分類分類數碼寄存數碼寄存移位寄存移位寄存1.功能功能 接收、存貯、傳送數碼。接收、存貯、傳送數碼。2.構成構成 一個觸發器能存

5、一位二進制信息，存一個觸發器能存一位二進制信息，存n n位位B B 碼要用碼要用n n個觸發器；個觸發器； 各種觸發器均可，但以各種觸發器均可，但以D D觸發器構成最簡單。觸發器構成最簡單。寄存器：寄存器：3.分類分類 有單拍、雙拍之分有單拍、雙拍之分單拍單拍 只要接收指令到，就可存貯。多用只要接收指令到，就可存貯。多用D觸發器。觸發器。雙拍雙拍 需要清零和接收兩步完成，多用需要清零和接收兩步完成，多用RS觸發器。觸發器。拍：脈沖。拍：脈沖。單拍單拍用用1 1個個 脈沖脈沖雙拍雙拍用用2 2個個 脈沖脈沖準備好數據，有準備好數據，有CPCP時時Q Qn nD Dn n第第1 1拍：清零，拍：清

6、零，第第2 2拍：存數。拍：存數。4.集成寄存器舉例：集成寄存器舉例：74LS175特點：特點： 四位數碼寄存器四位數碼寄存器 由維持阻塞由維持阻塞D D觸發器構成觸發器構成 附加控制功能附加控制功能異步清零異步清零注注: :有的有的寄存器還具有寄存器還具有三態控制、保持控制等功能。三態控制、保持控制等功能。 （如（如CC4076CC4076）74LS175工作波形工作波形t1 t2 t3 Q0RdD0cpRd=1,Rd=1,清清0 0D1 D2 D3、 Q1 Q2 Q3波形略波形略存存1 1個個數據數據占用占用1 1個個cpcp功能：功能：寄存，移位。寄存，移位。構成：構成：相同的寄存單元（

7、無空翻觸發器）相同的寄存單元（無空翻觸發器） 共用統一的時鐘脈沖（同步工作）共用統一的時鐘脈沖（同步工作）分類：分類：單向、雙向單向、雙向移位：在指令移位：在指令(cp)作用下作用下,觸發器觸發器狀態可向左右相鄰的觸發器傳狀態可向左右相鄰的觸發器傳遞。遞。寄存數碼寄存數碼從高位向低位從高位向低位依次輸入依次輸入清零清零D1移位脈沖移位脈沖2341011數據依次向左移動，稱左移寄存器，數據依次向左移動，稱左移寄存器，輸入方式為串行輸入。輸入方式為串行輸入。1QJKRDQJKRDQJKRDQJKRDQQQQQ3Q1Q2Q0000000010011101110111 1CP1QJKRDQJKRDQJ

8、KRDQJKRDQQQQQ3Q1Q2Q01115移位脈沖移位脈沖678D1011010110011000輸出輸出再輸入四個移位脈沖，再輸入四個移位脈沖，10111011由高位至低位由高位至低位依依次從次從Q Q3 3端輸出。端輸出。串行輸出方式串行輸出方式左移寄存器波形左移寄存器波形圖圖12345678C111111DQ0Q3Q2Q1111待存待存數據數據10111011存入寄存器存入寄存器0111從從Q Q3 3取出取出（1）選通門）選通門與或邏輯，與或邏輯，2選選1數據選擇器數據選擇器1F=AX+BXX=1,F=AX=0,F=BABF&X1可預置數的可預置數的移移位寄存器位寄存器X

9、:X:控制信號控制信號（2）電路（）電路（4位，右移，位，右移，JK觸發器構成觸發器構成）X X控制信號：控制信號：X X0 0，置數；，置數； X X1 1，右移。，右移。DrDr右移數據輸入端。右移數據輸入端。D3D3D0D0并行數據輸入端。并行數據輸入端。Z（3）移入數據可控的并行輸入移位寄存器）移入數據可控的并行輸入移位寄存器ZNXQMXQXDZ33333, 1NQQMZX3, 0DZX同步（并行）置數同步（并行）置數右移右移右移數據由右移數據由MNMN組合而定組合而定 M N QM N Q3 3n+1n+1 0 0 0 0 置置0 0 0 1 Q 0 1 Q3 3不變不變 1 0 Q

10、1 0 Q3 3計翻計翻 1 1 1 1 置置1 1加選通門構成。加選通門構成。X X控制信號：控制信號：X X0 0，左移，左移， X X1 1，右移，右移，DrDr右移數據輸入端；右移數據輸入端；D DL L左移數據輸入端。左移數據輸入端。（1）74LS194：4 4位：位：194194、195195等等8 8位：位：164164、198198等等左移左移, ,右移右移, ,并入并入, ,保持保持4 4種功能，種功能，雙變量控制雙變量控制S S1 1、S S0 0。( (功能表功能表P146)P146)功能：功能：UCCQ0Q1Q2Q3S1S0 Cp16151413121110913456

11、782D0D1D2D3DSRDSL CrGND74LS194（1）74LS194：輸入輸入Cr 清零清零 CP時鐘時鐘01 S S制制控控 串行輸入串行輸入并行輸入并行輸入號號序序輸出輸出RL D D 右移右移左移左移 3210DDDD 3210QQQQ說明說明功能功能1 12 23 34 45 56 67 78 80 01 11 11 11 11 11 11 11 1 1 11 11 01 01 01 00 10 10 10 10 00 0 1 1 0 0 1 1 0 0 D0D0 D1D1 D2D2 D3D30 0 0 00 0 0 0Q Q0 00 0 Q Q1 10 0 Q Q2 20

12、 0 Q Q3 30 0D0D0 D1D1 D2D2 D3D3Q Q1 1n n Q Q2 2n n Q Q3 3n n 1 1Q Q1 1n n Q Q2 2n n Q Q3 3n n 0 01 1 Q Q0 0n n Q Q1 1n n Q Q2 2n n0 0 Q Q0 0n n Q Q1 1n n Q Q2 2n nQ Q0 00 0 Q Q1 10 0 Q Q2 20 0 Q Q3 30 0除除清清 持持保保 并行置數并行置數串入左移串入左移串入左移串入左移串入右移串入右移串入右移串入右移持持保保 左移左移, ,右移右移, ,并入并入, ,保持保持4 4種功能，種功能，雙變量控制雙變

13、量控制S S1 1、S S0 0。( (功能表功能表P146)P146)功能：功能：擴展應用：擴展應用：2片片194 實現實現8位雙向移位寄存器位雙向移位寄存器（2） 194應用：應用：174LS194D DLD DRS1 S0S1 S074LS194D DLD DRS1 S0S1 S01D DD D& &CPCPFF1FF2討論：彩燈控制電路討論：彩燈控制電路 由由2片片74LS194、2個個D觸發器和觸發器和1個與門組成。個與門組成。Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3174LS194D DLD DRS1 S0S1 S07

14、4LS194D DLD DRS1 S0S1 S01D DD D& &CPCPFF1FF2例：彩燈控制電路例：彩燈控制電路 由由2片片74LS194、2個個D觸發器和觸發器和1個與門組成。個與門組成。Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3174LS194D DLD DRS1 S0S1 S01CPCP1. 兩片兩片74LS194級聯成級聯成8位移位寄存器位移位寄存器。Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q374LS194D DLD DRS1 S0S1 S0Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3174LS194D DLD D

15、RS1 S0S1 S074LS194D DLD DRS1 S0S1 S01CPCP2. 彩燈移位非左即右，即彩燈移位非左即右，即S1S001或或S1S010，由，由D觸發觸發器構成的器構成的T觸發器控制（觸發器控制（FF2）。）。D DFF2Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3174LS194D DLD DR RS1 S0S1 S074LS194D DLD DR RS1 S0S1 S01D DCPCP3. 設設S1S001（194的的Q0從從DR接收數據，從接收數據，從Q3移出數移出數據），在據），在CP作用下彩燈依次點亮。作用下彩燈依次點亮

16、。10FF2Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3174LS194D DLD DRS1 S0S1 S074LS194D DLD DR RS1 S0S1 S01D DD D& &CPCP4. 在在8個個CP過后，彩燈全亮，反饋信號送至過后，彩燈全亮，反饋信號送至D觸發器觸發器（FF1）。）。1FF1FF210Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3174LS194D DLD DRS1 S0S1 S074LS194D DLD DRS1 S0S1 S01D DD D& &

17、CPCP5. 第第9個個CP，使，使FF1置置1，其，其/Q0，將，將74LS194清清0，彩燈全滅；，彩燈全滅；熄滅后反饋信號由熄滅后反饋信號由1 0。10FF2FF10101Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3174LS194D DLD DRS1 S0S1 S074LS194D DLD DRS1 S0S1 S01D DD D& &CPCP6. 同時，同時，FF1的的Q端由端由01，產生，產生FF2的的CP信號，使信號，使FF2翻翻轉，轉，S1S010。00 11 0FF2FF110Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q

18、3Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3174LS194D DLD DRS1 S0S1 S074LS194D DLD DRS1 S0S1 S01D DD D& &CPCP7. 第第10個個CP，使，使FF1重新置重新置0，Q端由端由10 ，/Q端由端由01，解除對解除對74LS194的清的清0，使，使74LS194可以進行反向移位。可以進行反向移位。001FF2FF11 00 1Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3174LS194D DLD DRS1 S0S1 S074LS194D DLD DRS1 S0S1 S01D

19、DD D& &CPCP8. 第第11個個CP開始，彩燈反向逐個點亮。開始，彩燈反向逐個點亮。 由此電路實現彩燈逐個點亮全亮后熄滅再反向逐個點由此電路實現彩燈逐個點亮全亮后熄滅再反向逐個點亮全亮后熄滅的循環控制。亮全亮后熄滅的循環控制。001FF2FF101Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3 194應用舉例：應用舉例： 邏輯電路及邏輯電路及cpcp、S1S1、S0S0如圖，說明功能，即如圖，說明功能，即t t4 4時刻，輸出時刻，輸出F F與二進制與二進制M M、N N在數值上的關系。假定在數值上的關系。假定M M、N N的狀

20、態始終不變。的狀態始終不變。t tt t4 4t t3 3t t2 2t t1 1t tt tt tS S1 1S S0 0cpcp1 1cpcp2 2注注:283:283全加器全加器 194194雙向移位寄存器雙向移位寄存器t tt t4 4t t3 3t t2 2t t1 1t tt tt tS S1 1S S0 0cpcp1 1cpcp2 2解解: :思路思路: :按時間分析按時間分析t t1 1 : :S S1 1S S0 0=11=11194194并行置數并行置數全加器輸出全加器輸出283(2)283(1)283(2)283(1): :A A口口:0000M:0000M3 3M M2

21、 2M M1 1M M0 0B B口口:0000N:0000N3 3N N2 2N N1 1N N0 0F=M+NF=M+Nt t2 2 : :S S1 1S S0 0=01=01 194194右移右移194194執行執行:M:M2,N2,N2 2 F=2M+2NF=2M+2Nt t3 3 : :S S1 1S S0 0=01=01 194(1,2)194(1,2)右移右移,194(3,4),194(3,4)維持維持( (無無cpcp2 2) )F=2F=22M+2N=4M+2N2M+2N=4M+2Nt t4 4 : :S S1 1S S0 0=01=01 194(1,2)194(1,2)右移右移,194(3,4),194(3,4)維持維持( (無無cpcp2 2) )F=2F=24M+2N=8M+2N4M+2N=8M+2N所以所以t t4 4時刻時刻,F=8M+2N,F=8M+2N（2）環形計數器）環形計數器Q3Q